本發(fā)明涉及為了進行渦輪壓縮機的轉子等旋轉的被旋轉體的平衡修正而使用立式的心軸將該被旋轉體支承為旋轉自如的平衡修正用支承裝置。

背景技術：

在旋轉的渦輪壓縮機的轉子(相當于本申請的被旋轉體)中，為了消除制作時的部件公差所帶來的不平衡(動態(tài)不平衡)，通常，使用平衡修正裝置，在計測不平衡量后，對該不平衡進行修正。

在平衡修正裝置中，為了能夠高精度地進行不平衡量的計測，使用如下的支承裝置(平衡修正用支承裝置)：該支承裝置使用立式的心軸將轉子以單體的形式支承為旋轉自如。大多如專利文獻1所公開的那樣使用如下的構造：作為心軸，使用嵌入位于轉子的旋轉中心部的截面圓形的支承孔的圓柱狀的心軸，在該心軸的外周面設置流體向心軸承，在心軸的基端側設置流體推力軸承。

通過該構造，若將轉子的支承孔與心軸嵌合，則轉子整體均被心軸插入。然后，從流體向心軸承的噴出孔向支承孔的內表面噴出流體(例如空氣)，并從流體推力軸承的噴出孔向支承孔的開口緣部噴出流體(例如空氣)，由此，轉子在心軸的周圍浮起且被支承為旋轉自如。

不平衡量(動態(tài)不平衡量)的計測通過如下步驟進行：從外部對該浮起狀態(tài)的轉子施加旋轉力，例如朝葉片噴射驅動流體(例如空氣)，使轉子旋轉，由此，利用設置于平衡修正裝置的各種傳感器對旋轉的轉子的動作進行計測。

專利文獻1：日本特開2005－172537號公報

然而，通過流體向心軸承進行的轉子的徑向的支承在轉子下部的微小范圍進行，通過流體推力軸承進行的轉子的推力方向的支承也與工件的外徑相比在較窄的范圍進行。因此，在轉子的不平衡量過大的情況下，轉子傾斜，帶來不平衡量的計測精度的惡化，正常的不平衡量的計測變得困難。特別地，在為容易產生過大的不平衡的轉子、即轉子的重心位置位于比由流體向心軸承支承的位置更靠上側的位置的轉子的情況下，容易產生計測精度的惡化。

技術實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種即便在產生過大的不平衡量的情況下，也能夠進行高精度的被旋轉體的不平衡量的計測的平衡修正用支承裝置。

本發(fā)明所涉及的平衡修正用支承裝置具有流體推力軸承，上述流體推力軸承將包含與旋轉中心交叉的方向的端面的被旋轉體支承為旋轉自如，其中，上述流體推力軸承在上述被旋轉體的上述端面中的、從上述被旋轉體的上述旋轉中心與上述被旋轉體的外周端之間的中間部至上述外周端的位置支承上述被旋轉體(技術方案1)。

優(yōu)選該平衡修正用支承裝置還具有將上述被旋轉體支承為旋轉自如的流體向心軸承(技術方案2)。

并且，優(yōu)選在該平衡修正用支承裝置中，上述被旋轉體在上述端面的中央部設置有支承孔，上述流體向心軸承旋轉自如地承接上述支承孔的內表面(技術方案3)。

并且，優(yōu)選在該平衡修正用支承裝置中，上述流體向心軸承包含心軸，上述流體推力軸承具有包圍上述心軸的壁部(技術方案4)。

并且，優(yōu)選在該平衡修正用支承裝置中，上述心軸包含與上述支承孔嵌合的嵌插部，在上述嵌插部的外周面設置有流體的噴出孔，在上述嵌插部的軸心部設置有上述流體的排出路(技術方案5)。

并且，優(yōu)選在該平衡修正用支承裝置中，上述被旋轉體在上述端面的中央部設置有突起部，上述流體向心軸承具有旋轉自如地承接上述突起部的外周面的凹部(技術方案6)。

并且，優(yōu)選在該平衡修正用支承裝置中，在上述凹部的內周面設置有流體的噴出孔(技術方案7)。

本發(fā)明所涉及的平衡修正用支承裝置具有：插入于被旋轉體的立式的心軸，上述被旋轉體在與旋轉中心交叉的方向具有端面，還在該端面的中央部具有支承孔，上述立式的心軸通過與支承孔的嵌合而從鉛垂方向被插入；流體向心軸承，上述流體向心軸承設置于心軸的外周面，借助從心軸的外周面被噴出的流體而旋轉自如地承接被旋轉體的支承孔的內表面；以及流體推力軸承，上述流體推力軸承配置于心軸的周圍，向被旋轉體的端面噴出流體而使被旋轉體浮起(技術方案8)。

并且，本發(fā)明所涉及的平衡修正用支承裝置具有：供被旋轉體插入的立式的心軸，上述被旋轉體在與旋轉中心交叉的方向具有端面，還在該端面的中央部具有突起部，上述立式的心軸具有能夠與上述被旋轉體的上述突起部嵌插的凹部，上述被旋轉體通過突起部與凹部的嵌合而從鉛垂方向被插入；流體向心軸承，上述流體向心軸承設置于凹部的內周面，借助從凹部的內周面被噴出的流體而旋轉自如地承接突起部的外周面；以及流體推力軸承，上述流體推力軸承配置于心軸的周圍，向被旋轉體的端面噴出流體而使被旋轉體浮起(技術方案9)。

優(yōu)選流體推力軸承向上述被旋轉體的上述端面中的、從上述被旋轉體的上述旋轉中心與上述被旋轉體的外周端之間的中間部至上述外周端的區(qū)域噴出流體(技術方案10)。

根據本發(fā)明，被旋轉體的推力方向的支承剛性增加，因此被旋轉體即便在產生過大的不平衡量時也不傾斜，而被保持為穩(wěn)定的姿態(tài)。

因此，即便在產生過大的不平衡量的情況下，也能夠以高精度進行被旋轉體的不平衡量的計測。

附圖說明

圖1是將本發(fā)明的第一實施方式的平衡修正用支承裝置與應用了該裝置的平衡修正裝置一并示出的立體圖。

圖2是將該平衡修正用支承裝置的各部分的構造與將轉子(被旋轉體)裝配于心軸后的狀態(tài)一并示出的剖視圖。

圖3是沿著圖2中的A線的心軸的俯視剖視圖。

圖4是沿著圖2中的B線的心軸的俯視剖視圖。

圖5是示出本發(fā)明的第二實施方式的平衡修正用支承裝置的剖視圖。

圖6是沿著圖5中的C－C線的局部剖視的俯視圖。

具體實施方式

以下，基于圖1～圖4所示的第一實施方式對本發(fā)明進行說明。

圖1的立體圖示出對被旋轉體、例如渦輪壓縮機的轉子1(此處例如為壓縮機轉子(Compressor rotor))的不平衡量(動態(tài)不平衡量)進行計測的平衡修正裝置的簡要結構，例如，圖中標號3表示該裝置的基板，標號5表示在該基板3的上表面立起設置的框架體，標號7表示配置于框架體5的前方的振動橋接體。

振動橋接體7與從框架體5的前表面突出的多個支承彈簧部件9和從基板3的上表面突出的支承彈簧部件(未圖示)分別連接。由此，將振動橋接體7的整體支承為能夠在左右方向位移。從該振動橋接體7的前部突出有支承臂體11。該支承臂體11的前端部形成為平板狀。在該支承臂體11的前端部的上表面安裝有用于對上述渦輪壓縮機的轉子1進行支承的支承裝置15(相當于本申請的平衡修正用支承裝置)。

而且，在振動橋接體7的側方設置有對傳遞至振動橋接體7的振動進行檢測的各種傳感器12。在支承裝置15的周圍設置有噴出用于使轉子1旋轉的流體、例如壓縮空氣的一對噴出頭部13。此外，在圖1中，標號12a表示將各種傳感器12安裝于基板3上的安裝部件，標號13a表示將噴出頭部13安裝于基板3上的安裝部件。

在上述支承裝置15，應用使用立式的心軸17將轉子1(單體)支承為旋轉自如的構造。圖2～圖4的剖視圖示出該支承裝置15的各部分的構造。

此處，在對支承裝置15進行說明之前，對成為計測對象部件的轉子1進行說明，轉子1例如如圖1以及圖2所示，由將多片葉片21(在圖1、圖2中簡化示出)一體地形成于圓板形的基座部23上的轉子主體25構成。轉子1的通過基座部23的中心的軸心成為旋轉中心。而且，基座部23的下表面成為與轉子1的旋轉中心交叉的端面23a。在該端面23a的中央部(旋轉中心部)，一體地形成有筒形的突起部27。在該突起部27內，形成有用于與未圖示的軸組裝的支承孔29。此處，支承孔29由從突起部27的前端呈直線狀延伸至比位于轉子1的中心部的重心位置G靠下側的位置的有底的截面圓形的空間形成(圖2)。由此，轉子1形成為抑制了內部空間的形成的、機械剛性高的構造。當然，支承孔29也可以從突起部27的下端貫通至轉子主體25的上端。

返回支承裝置15，參照圖1以及圖2對支承裝置15的各部分進行說明，心軸17構成為具有：配置于支承臂體11的上表面的圓形的設置座31；以及從該設置座31的中央部沿鉛垂方向突出的嵌插部33。嵌插部33呈能夠與支承孔29嵌插的圓柱形。換句話說，心軸17形成為通過與支承孔29的嵌合而從鉛垂方向插入于轉子1的構造。而且，嵌插部33的例如中段部分比除此之外的上段部分、下段部分細。

也如圖3所示，在嵌插部33中的上段部分33a、下段部分33b的外周面，在周方向等間隔地分別設置有多個噴出孔、例如四個噴出孔35。由此，在上段部分33a、下段部分33b各自的外周面形成流體向心軸承面36。由此，構成承接支承孔29的內表面的流體向心軸承37。

在心軸17的周圍，以呈圓形地包圍心軸17的方式配置有多個壁部、例如四個圓弧形的壁部40。壁部40均配置于以心軸17的軸心作為中心的同一圓周上。而且，壁部40從配置于支承臂體11與設置座31之間的支承座40a朝上方突出。壁部40均配置于轉子1的外周端側。壁部40配置于轉子1的端面23a中的、從轉子1的旋轉中心與外周端之間的中間部至端面23a的外周端的區(qū)域內。此外，所謂中間部，并不意味著端面23a的外周端與旋轉中心之間的、單純的距離上的中間，而是意味著與旋轉中心相比更靠外周端側如下的程度的位置：即便在產生被旋轉體的過大的不平衡量時，與現(xiàn)有技術相比，被旋轉體也不傾斜而能夠保持穩(wěn)定的姿態(tài)。該壁部40的位置例如預先考慮轉子1的形狀、轉子1的重量、轉子1的重心位置G、轉子旋轉時的過大的不平衡量的產生情

IP1673116P況等而確定。此處，壁部40例如配置于距轉子1的旋轉中心3/4的程度的位置。壁部40的前端部(上端部)均定位于在將轉子1裝配于心軸17時與轉子1的端面23a接近對置的位置。在這些壁部40的前端部，在周方向等間隔地設置有多個噴出孔43。由此，分別在壁部40的前端面形成流體推力軸承面45。由此，構成對端面23a的外周端側的端面部分進行支承的流體推力軸承47。

如圖2～圖4所示，在心軸17內的外周側，沿著軸向形成有多條、例如四條供給通路50。供給通路50等間隔地配置于與心軸17的噴出孔35對應的地點。供給通路50均從嵌插部33的前端部附近延伸至設置座31，以前端側作為底部，以設置座31側作為入口部。而且，各供給通路50與各噴出孔35連通。供給通路50的入口部均如圖2所示從支承座40a經由在支承臂體11內橫跨形成的中繼通路51連接于設置在外部的靜壓軸承用流體供給裝置53。換句話說，從靜壓軸承用流體供給裝置53向各噴出孔35引導流體、例如壓縮空氣。由此，轉子1由從各噴出孔35被噴出的流體(空氣)從徑向支承。

另外，如圖3以及圖4所示，在嵌插部33的軸心部，設置有用于供結束徑向的支承后的流體(空氣)向外部排出的排出路55。排出路55例如由沿著嵌插部33的軸心形成的排出通路56、設置于中段部分33c的外周面的上下部的多個例如在周方向等間隔地配置的四個排出孔57、設置于設置座31的排出孔部59的組合構成。其中，排出孔57與排出通路56連通。排出通路56與排出孔部59連通。排出孔部59向外部開口。另外，排出通路56的上端部在嵌插部33的前端面開口。由此，從噴出孔35被噴出后的流體(空氣)通過排出通路56以及排出孔部59而被向外部導出。

如圖2所示，流體推力軸承47的噴出孔43例如經由在壁部40內～支承座40a內橫跨形成的供給通路60、在支承臂體11內形成的中繼通路61而與上述靜壓軸承用流體供給裝置53連接。由此，從靜壓軸承用流體供給裝置53被供給的流體(例如壓縮空氣)從各噴出孔43被噴出。換句話說，利用從靜壓軸承用流體供給裝置53被供給的流體(例如壓縮空氣)，從推力方向支承轉子1，從而轉子1整體浮起規(guī)定量。由此，轉子1以心軸17為中心浮起并且被支承為旋轉自如。

IP1673116P

使用以上述方式構成的支承裝置15對轉子1的不平衡量進行計測。

此時，首先，如圖1以及圖2所示，將沿鉛垂方向立起的心軸17嵌入轉子1的支承孔29，從而將轉子1裝配于心軸17。于是，心軸17的嵌插部33被收納于支承孔29內，各壁部40的前端部與轉子1的外周端側的端面部分相面對。

然后，從靜壓軸承用流體供給裝置53進而從心軸17的噴出孔35、壁部40的噴出孔43噴出流體(例如壓縮空氣)。于是，從心軸17的噴出孔35被噴出后的流體(例如壓縮空氣)如圖2中的箭頭所示，流入流體向心軸承面36與支承孔29的內表面之間。轉子1由該所流入的流體支承為在心軸17的周圍旋轉自如。

另外，從壁部40的噴出孔43被噴出后的流體(例如壓縮空氣)如圖2中的箭頭所示將轉子1的端面23a推起，流入流體推力軸承面45與端面23a之間，使轉子1的整體浮起規(guī)定量。由此，轉子1被支承為以心軸17為中心旋轉自如。

然后，若從一對噴出頭部13向浮起的轉子1的葉片21吹送驅動流體，則轉子1在心軸17的周圍旋轉。此時的轉子1的動作(振動情況)經支承臂體11、振動橋接體7而向各種傳感器12傳遞，從而對轉子1的不平衡量進行計測。

此處，在轉子1的不平衡量過大的情況下，轉子1傾斜，不平衡量的計測變得困難。

但是，利用流體推力軸承47進行的轉子1的推力方向的支承并非在支承孔29的開口緣部這樣的與轉子1的外徑相比較窄的區(qū)域進行、而是在轉子1的端面這樣的與轉子1的外徑相比較寬的區(qū)域進行，因此轉子1能夠確保能夠耐受過大的不平衡量的高支承剛性。由此，能夠抑制因承受過大的不平衡量而欲傾斜的轉子1的動作。換句話說，轉子1不傾斜，持續(xù)保持穩(wěn)定的直立姿態(tài)。

因此，能夠始終以高精度進行轉子1的不平衡量的計測，即便在轉子1的不平衡量過大的情況下，也能夠準確地進行不平衡量的計測。特別地，對于容易產生過大的不平衡量(容易產生傾斜)的轉子、例如如圖2所示的支承孔29配置在比重心位置G更靠下側的位置的構造的轉子1來說是有效的。

并且，將流體推力軸承47的噴出孔43的位置(流體的噴出位置)設定在從轉子1的旋轉中心與外周端之間的中間部至端面23a的外周端的區(qū)域選擇出的、端面23a的外周端側，由此，對于任意的轉子1均能夠保持穩(wěn)定的直立姿態(tài)。此外，如上所述，所謂中間部，并不意味著端面23a的外周端與旋轉中心之間的、單純的距離上的中間，而是意味著與旋轉中心相比更靠外周端側如下的程度的位置：即便在產生被旋轉體的過大的不平衡量時，與現(xiàn)有技術相比，被旋轉體也不傾斜而能夠保持穩(wěn)定的姿態(tài)。當然，隨著轉子1的外徑增大，如圖2中的X位置那樣使噴出孔43的位置向外周端側變更，由此，即便是容易產生過大的不平衡量的轉子1，也能夠約定進行高精度的不平衡量的計測。

圖5以及圖6示出本發(fā)明的第二實施方式。

本實施方式并非在突起部27的內側即支承孔29進行轉子1的徑向支承，而是在突起部27的外側即外周面進行轉子1的徑向支承。

即，作為心軸，使用在前端部具有能夠與轉子1的突起部27的外周面嵌合的圓形的凹部67a的心軸67。如圖6所示，在該凹部67a的內周面例如在周方向等間隔地設置有多個噴出孔68。噴出孔68經由設置于心軸67的周壁部的供給通路69以及設置于支承臂體11的中繼通路71而與第一實施方式同樣連接于壓軸承用流體供給裝置(未圖示)。由此，凹部67a的內周面構成向心軸承面，即構成通過從凹部67a的內周面被噴出的流體(例如壓縮空氣)旋轉自如地承接突起部27的外周面的流體向心軸承77。此外，流體推力軸承47與第一實施方式所記載的構造相同。

即便在這樣的對轉子1的突起部27的外周面進行向心支承的支承裝置15中，通過采用對轉子1的端面進行推力支承的流體推力軸承47，也能夠起到與第一實施方式相同的效果。其中，在圖5以及圖6中，對與第一實施方式相同的部分標注相同的標號并省略說明。

此外，上述的實施方式中的各結構及其組合等是一個例子，不言而喻，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內進行結構的附加、省略、置換以及其他的變更。另外，本發(fā)明并不由實施方式限定，不言而喻，僅由“技術方案”限定。例如在上述的實施方式中，列舉了使用圓弧形的壁部將流體向轉子端面的外周端側噴出的構造，但并不限于此，也可以使用其他的構造將流體向轉子端面的外周端側噴出。另外，在上述的實施方式中，列舉使用了渦輪壓縮機的轉子的例子，但并不限于此，只要是需要進行不平衡量的計測的被旋轉體即可。另外，所使用的流體可以為空氣等壓縮性流體，也可以為潤滑油等非壓縮性流體。

標號說明

1：轉子(被旋轉體)；15：支承裝置(平衡修正用支承裝置)；17、67：心軸；27：突起部；29：支承孔；23a：端面；37、77：流體向心軸承；47：流體推力軸承；67a：凹部。

權利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種平衡修正用支承裝置，具有流體推力軸承，所述流體推力軸承將包含與旋轉中心交叉的方向的端面的被旋轉體支承為旋轉自如，

所述平衡修正用支承裝置的特征在于，

所述流體推力軸承在所述被旋轉體的所述端面中的、從所述被旋轉體的所述旋轉中心與所述被旋轉體的外周端之間的中間部至所述外周端的位置支承所述被旋轉體。

2.根據權利要求1所述的平衡修正用支承裝置，其特征在于，

還具有將所述被旋轉體支承為旋轉自如的流體向心軸承。

3.根據權利要求2所述的平衡修正用支承裝置，其特征在于，

所述被旋轉體在所述端面的中央部設置有支承孔，所述流體向心軸承旋轉自如地承接所述支承孔的內表面。

4.根據權利要求3所述的平衡修正用支承裝置，其特征在于，

所述流體向心軸承包含心軸，所述流體推力軸承具有包圍所述心軸的壁部。

5.根據權利要求4所述的平衡修正用支承裝置，其特征在于，

所述心軸包含與所述支承孔嵌合的嵌插部，

在所述嵌插部的外周面設置有流體的噴出孔，在所述嵌插部的軸心部設置有所述流體的排出路。

6.根據權利要求2所述的平衡修正用支承裝置，其特征在于，

所述被旋轉體在所述端面的中央部設置有突起部，所述流體向心軸承具有旋轉自如地承接所述突起部的外周面的凹部。

7.根據權利要求6所述的平衡修正用支承裝置，其特征在于，

在所述凹部的內周面設置有流體的噴出孔。

8.(修改后)一種平衡修正用支承裝置，其特征在于，具有：

插入于被旋轉體的立式的心軸，所述被旋轉體在與旋轉中心交叉的方向具有端面，還在該端面的中央部具有支承孔，所述立式的心軸通過與所述支承孔的嵌合而從鉛垂方向被插入；

流體向心軸承，所述流體向心軸承設置于所述心軸的外周面，借助從所述心軸的外周面被噴出的流體而旋轉自如地承接所述被旋轉體的支承孔的內表面；以及

流體推力軸承，所述流體推力軸承配置于所述心軸的周圍，向所述被旋轉體的所述端面中的、從所述被旋轉體的所述旋轉中心與所述被旋轉體的外周端之間的中間部至所述外周端的區(qū)域噴出流體而使所述被旋轉體浮起。

9.(修改后)一種平衡修正用支承裝置，其特征在于，具有：

供被旋轉體插入的立式的心軸，所述被旋轉體在與旋轉中心交叉的方向具有端面，還在該端面的中央部具有突起部，所述立式的心軸具有能夠與所述被旋轉體的所述突起部嵌插的凹部，所述被旋轉體通過所述突起部與所述凹部的嵌合而從鉛垂方向被插入；

流體向心軸承，所述流體向心軸承設置于所述凹部的內周面，借助從所述凹部的內周面被噴出的流體而旋轉自如地承接所述突起部的外周面；以及

流體推力軸承，所述流體推力軸承配置于所述心軸的周圍，向所述被旋轉體的所述端面中的、從所述被旋轉體的所述旋轉中心與所述被旋轉體的外周端之間的中間部至所述外周端的區(qū)域噴出流體而使所述被旋轉體浮起。

10.(刪除)

說明或聲明(按照條約第19條的修改)

針對本發(fā)明權利要求書中的權利要求8、9的修改是根據在國際檢索階段認為具有新穎性以及創(chuàng)造性的提出申請時的權利要求10進行的進一步限定，以便明確該權利要求8、9中記載的發(fā)明與文獻1(WO2014/034769A1)和文獻2(JP2011-247837A)所公開的發(fā)明之間的區(qū)別。